Почему ручная обработка остается жизненно важной в современном производстве

Какое будущее у ручной обработки? Как ручная обработка используется для обучения следующего поколения операторов станков, программистов ЧПУ и процессных инженеров сегодня? Мы опросили производственных профессионалов и инструкторов из разных регионов.

Будет ли ручное производство существовать в будущем? Для изучения фундаментов все опрошенные профессионалы говорят: это всё еще необходимо.

По мере того как автоматизация становится всё более центральной в производстве, технологические навыки играют ведущую роль. Но существуют динамики между физическим изготовлением деталей, возможностями станка и ПО программирования/моделирования, которые всё еще требуют понимания ручных практик.

Будет ли это меняться в будущем? Аналитики считают, что автоматизация изменит функции и роли в долгосрочной перспективе.

«Менее 5% профессий могут быть полностью автоматизированы адаптацией уже демонстрируемых технологий», — пишет McKinsey в статье «Human + Machine: A New Era of Automation in Manufacturing». «Однако около 60% из них могут иметь 30% и более составных активностей автоматизированными. Иными словами, просто адаптируя и интегрируя текущие технологии, автоматизация может изменить — по крайней мере до некоторой степени — большинство профессий».

Технические колледжи, четырехлетние программы и сами производители стремятся адаптироваться — но они также остаются привязанными к сегодняшней реальности: люди в сердце производства. Спрос на квалифицированную рабочую силу требует гибридного набора технологических навыков: программирования станков и критического знания изготовления деталей внутри станка. Это не уйдет — даже если автоматизация может сузить процессы и заполнить пробелы, производителям всегда понадобятся решатели проблем. А проблемы можно решить только с твердым пониманием функций и результатов, говорят эксперты.

Как помочь найти нужные навыки? Читайте «This MFG Day: Shrink the Skills Gap, Hire Apprentices».

Использование ручных фрезерных станков для обучения основам

Джо Ванстром — лектор Iowa State University в программе промышленного производства, преподает профессионально 12 лет. Он большой сторонник изучения фундаментов изготовления деталей и работы станков.

«Для каждого студента я заставляю их сделать ступенчатый вал», — говорит Ванстром. «Просто чтобы они поняли: что такое проход по диаметру или как снять фаску с торца детали, потому что если не понимаешь динамику между инструментами, заготовкой и возможностями станка — ты сломешь кучу инструментов, прежде чем получишь хорошую деталь».

Также важно понимать ограничения пропускной способности станка и способности к разным выносам инструмента — и другим особенностям изготовления деталей. Когда студенты и ученики-наладчики лучше понимают, как работают станки и как детали физически делаются вручную, они легче учитывают параметры, нужные при программировании и проектировании траекторий на более крупных передовых ЧПУ-станках, объясняет Ванстром.

Хосе Аная, декан по работе с сообществом и студентами El Camino College (Лос-Анджелес), согласен. Студенты сегодня очень визуальны и тянутся к 3D-моделированию и компьютерам, очень заинтересованы в аддитивном 3D-печати — но изучение того, как делать детали и использовать руки с инструментами — действительно важно для первого шага как техника в производстве, говорит Аная.

«Нужно знать основы», — говорит он. «Но мы ведем студентов по пути к продвижению с более высокими станками и автоматизацией».

В этом направлении El Camino College учит студентов комфортно работать с коботами и робототехникой для задач «pick and pull» — и управлять программированием и процессной инженерией за этим. Производители просят эти навыки у учеников и новичков, говорит Аная. El Camino участвует в программе пред-ученичества Aero-Flex с Northrop Grumman и многими аэрокомпаниями Южной Калифорнии.

«После некоторого опыта оператор начинает слышать станок иначе», — говорит Ванстром. «Они начинают улавливать, что станок не звучит правильно, когда инструменты изнашиваются или pH не в норме в проценте СОЖ… Это помогает оператору понять, как выжать максимум из работы станка».

Фундаментально, эти программы хотят убедиться, что студенты понимают: как делать хорошие стружки, как заставить инструменты служить дольше и как добиваться и идентифицировать хорошие чистоты поверхности.

Делают ли производственное ПО и автоматизацию вещи слишком легкими?

Иногда производственное ПО и автоматизация могут делать вещи слишком простыми и кнопочными. Но есть баланс между технологией как полезной и перебором.

«Да, но это хорошо и позитивно», — говорит Аная. «Но заблуждение в том, что вы всё равно должны понимать, что делаете — и что происходит за программным обеспечением».

Продуктивность ПО и другая автоматизация не всегда точное решение — если вы не знаете, как правильно применить их к точным бизнес-потребностям. Пример: один из производственных партнеров El Camino, небольшой аэропроизводитель в Гардене, Калифорния, купил ПО, не подходившее его нуждам — и вернулся к ручному делу. После работы с El Camino компания нашла правильный способ применения ПО — и в итоге заставила его работать. Но потребовалось переосмысление и усилие, чтобы выправить процессы.

«ПО делает лучше, но я не думаю, что делает слишком легко», — говорит Кайл Латтенхауер, супервайзер производственной инженерии двух дивизионов Young & Franklin и Tactair в Ливерпуле, штат Нью-Йорк. Эти дивизионы делают детали гидравлического управления для энергетики и авиации. У Латтенхауэра 25+ лет опыта.

«ПО — необходимая связь», — говорит он. «Но могу сказать, есть люди в этом цехе, которые не согласятся со мной… люди, делающие вещи так же 20 лет и не видят, как ПО [и автоматизация] не заменяет их».

Зачем это использовать? ПО и практики автоматизации эффективнее. Можно делать более сложные элементы гораздо легче и разумно, объясняет он.

«У вас гораздо больше свободы, когда понимаете станок, чтобы делать единичные детали точно», — говорит Латтенхауэр. «Раньше уходили недели на деталь… Было столько наладок — особенно в авиации, где так много лепки, так много смешивания».

Плюс, есть детали сегодня, которые просто нельзя сделать без ЧПУ-станка. Есть радиусы, к которым просто не достанешь без него.

Каков ваш опыт с ручной и автоматизированной обработкой? Делитесь с коллегами.